Enunciado

Considere uma pistola de ar comprimido cuja câmara tem volume igual a 1   c m 3 e que contém ar a 250   k P a   e   27   ° C . A bala se comporta como um pistão e, inicialmente, está imobilizada por um gatilho. O gatilho, então, é acionado e o ar expande num processo adiabático reversível. Admitindo que a pressão no ar é 100   k P a quando a bala deixa a cano da pistola, determine o volume deste cano e o trabalho realizado pelo ar.

Passo 1

Opa, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Como o processo é adiabático e reversível, temos que:

S 1 → 2 g e n = 0

Q 1 → 2 = 0

A temperatura no estado 2 é dada por:

T 2 = T 1 p 2 p 1 k - 1 k

T 2 = 27 + 273 100 250 1,4 - 1 1,4

T 2 = 230,9   K

O volume será:

V 2 = V 1 p 1 p 2 T 2 T 1

V 2 = 1 250 100 230,9 300

V 2 = 1,9242   c m 3

Passo 2

O trabalho é dado por:

W 1 → 2 = 1 1 - k p 2 V 2 - p 1 V 1

W 1 → 2 = 1 1 - 1,4 100 ( 1,9242 - 250 ( 1 ) 10 - 6

W 1 → 2 = 0,145   J

Resposta

T 2 = 230,9   K

V 2 = 1,9242   c m 3

W 1 → 2 = 0,145   J

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